作者:赵竹青 来源:人民网 发布时间:2018/7/29 22:40:11
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北斗三号卫星研制小故事:一纳秒都不能放过

 

2017年的一个夏夜,一份关于北斗三号第9颗卫星某关键单机测试的异常问题报告单摆在了航天科技集团五院北斗三号总体主任设计师刘家兴的面前。“奇怪!”,他皱起了眉头,“整星测试阶段,这个单机的伪码相位一致性指标超标,但是单机验收测试的时候结果很好啊!”

超差了多少?小于一纳秒,也就是说,小于十亿分之一秒,短到难以想象,短到用“刹那”、“瞬间”都难以形容。刘家兴久久地盯着那组数字。干北斗导航的,过的都是“纳秒级”的生活,有些强迫症是深入骨髓的——问题背后到底隐藏着什么?“不能放过!”,刘家兴揉了揉太阳穴,在没查出原因之前,他过不了心里的那道关。

那时,刘家兴走上总体主任设计师的岗位还不满一年。曾是吉林省高考榜眼、清华本硕博的他,在校期间就参与了北斗一号用户机和北斗二号接收机的研制任务,这个标准的学霸自2008年踏入航天科技集团五院总体部的大门,便赶上了北斗密集发射、快速组网的好时代。而在那个夏夜,他做的那个小小的决定,却给团队带来了不小的“麻烦”——那意味着,该产品在各阶段采用各种测试设备获得的数据,他们都要拿到,进行纵向比对;同厂家验证件、不同厂家正样件的测试数据,他们也要拿到并进行横向比对。卷帙浩繁的数据拿到了,然而首战却不利,整星测试设备和单机验收测试设备都有很多证据表明自身状态正常。“可能是整星阶段与单机阶段数据采集设备的差异引起的,这台单机的信号质量应该是正常的”,单机厂家解释道。但这并不能解答刘家兴的疑惑。

工作陷入僵局,进一步排查无疑会平添很多工作量,还不一定能查出结果。在批产研制如此紧张的时候,增加了这么大的工作量,怎么办?他想起了最为敬重的北斗三号卫星产品保证经理刘崇华的话:干总体的,对分析出的问题不能隐瞒,要勇敢面对,发动大家查找问题,要懂得将心比心。

“这个问题没闭环,就像是踩着一根很大的刺”,刘家兴诚恳地说:“咱们一起辛苦辛苦,一定能把这个刺拔掉。我们要把产品做精做优,不能让卫星带着问题隐患上天!”在刘家兴的鼓励下,设计师们又恢复了信心和士气。在刘崇华副总的支持和指导下,刘家兴和设计师们一起开始了深入的排查。接下来,他们在组织开展整星复现测试和状态监视的同时,利用北斗三号第9颗、第10颗卫星星地综合对接的契机,协调单机厂家开展了矩阵式排查工作。经过对测试数据的核定、分析与判断,刘家兴初步摸准了脉象。他对设计师们说:“我们可以肯定,星上单机的性能在验收测试后至今没有恶化。现在虽然还没找到两类测试设备的问题,但是可以确定这台单机设计上有问题……”总体设计师和单机设计师们纷纷点头认可。

总体主管设计师李振东是坚定的排查支持者。在确定了问题排查的方向后,他全面细致地对比了单机研制和整星测试阶段在测试环境、测试设备、数据处理方法等方面的差异,终于发现两个阶段的数据处理方法分别存在错误和不足。他一方面帮助单机厂家修正了数据处理方法,另一方面提出了通过调整整星测试设备工作状态,完善整星数据处理方法的方案。

综合测试人员尹卿负责该单机的整星测试工作,工作兢兢业业,排查测试有条不紊。他按照李振东的方案调整了整星测试设备的工作状态,消除了后续数据处理的瓶颈问题。

接力棒传给了总体副主任设计师崔小准。他完善了整星数据处理方法,升级了信号性能分析软件。最终,他不仅确定了该单机存在指标超差问题,而且发现了其两路信号的相位差存在异常的正弦波动。

至此,在大家孜孜不倦的探究之下,单机设计缺陷的外部特征终于被完整刻画了出来。单机厂家心服口服,随后很快查明了原因,锁定了设计问题。在这个为期3个月的协同作战中,刘家兴和伙伴们同甘共苦,相互扶助,始终不放弃。此次问题的分析和排查,让亲历者们在认识上、能力上和作风上都有了不小的提升。当听到用户和专家们评价“卫星验证非常充分”时,他们的心里乐开了花。

“一山放过一山拦”,这个故事,只是北斗三号卫星研制过程中一个小小的片段。对刘家兴们来说,北斗生活的日常就是在需求分析、方案设计和产品研制工作中发现和解决一个又一个问题。“更多的酸甜苦辣,都在发现和解决问题的过程中”,刘家兴笑着回味。由于是批产组网卫星,他们今天解决的每一个问题,都为后续的同类型卫星铺平了道路。

他们共同的心愿,是快速打赢建设全球组网系统的攻坚战,让中国的北斗成为世界的北斗、全球领先的北斗。毫无疑问,这群连一纳秒都不放过的年轻人,已牢牢将梦想握在了手中。

 
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